鋰電基礎知識課件

鋰離子電池的特點

1.比容量高

1.鋰電池的最大特點是比能量高。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克(重量單位)，L是升(體積電池貯存的能量（以Wh計）。電池的能量是以電池電壓（以V計）和電量（以Ah計）的乘積表示。2.電池最高的電壓受到電解質的制約。對于水溶液電解質電池（如堿錳電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘和鎳氫電池），理論上其電動勢不可能高于水的分解電壓（1-2V）。另一方面，有機電解質的分解電壓要遠高于水溶液電池的分解電壓，可選定的電壓范圍為4-5V。3.由于鋰離子電池采用有機電解質，電池的電壓提高約3倍，比容量將提高3倍，所以鋰離子電池是高電壓、高比容量電池。如比克電池廠電池的能量容量密度高達300WH/L,重量能量密度高達125Wh/Kg，是鎘－鎳電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.5倍。3.自放電低

自放電是指當電池不與外界連接時，由于電池內自發(fā)反應而引起的化學能損失。電池的自放電率就是電池貯存一段時間后，電池的初始容量減去電池貯存后的容量占初始容量的比值。鋰離子電池的自放電率每月不大于10%，遠遠小于鎳氫電池的30%,鎳鎘電池的15%。4.使用壽命長

液態(tài)鋰離子電池在正常使用的情況下，可使用500次循環(huán)以上。5.安全性能高

由于鋰離子電池不含金屬鋰，電池在充放電過程中，只用鋰離子的嵌入和嵌出，并且在初次充電過程中中均形成了一層SEI膜。這就消除了鋰枝晶生長的條件，使電池過熱和內部短路的機會降低到相當?shù)偷牡夭?，從而大大地提高了電池的安全性能。但是在過充過程中，由于電池的開路電壓過高，可能導致電解質的分解，從而產生氣體和其他不安全的副反應，6.無記憶效應電池記憶效應是指電池在未放盡電的情況下充電時，未放盡的電量會使極板"結晶"，人們稱之為"記憶效應"。當產生記憶效應后，電池容量就會有明顯下降。鋰離子電池充電前無需放電，無鎳鎘電池的記憶問題。7.環(huán)境保護a.鋰離子電池不含任何鎘、汞等重金屬。b.生產流程中不產生任何廢氣和廢液。c.產生的廢品均可回收重新利用。d.產品出貨前電池全部真空測漏，保證電池不漏液。e.成品商對廢、舊成品電池進行回收。鋰離子電池的結構和組成鋰離子電池主要由正極片、負極片、電解液、隔膜紙、殼體和蓋板組成。1.

正極材料—氧化鈷鋰

氧化鈷鋰（LiCoO2）是最早商業(yè)化使用的正極材料，也是目前最常用和用量最大的正極材料。該材料的電化學特性優(yōu)異，初次循環(huán)不可逆容量損失小，充放電效率高，熱穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命長和3.6V的工作電壓。但是鈷材料成本較高，資源缺乏，因此必須開發(fā)少用鈷、不用鈷的廉價材料，從而大大降低電池的成本。3.電解液

電解液是電池反應過程中鋰離子來回移動的載體。目前鋰離子電池通常有的電解液是由一些可溶性的電解質鹽（如LiPF6）混合在環(huán)狀碳酸酯溶劑（乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、等）和線性碳酸溶劑（碳酸二甲酯、碳酸二乙基酯、碳酸甲乙酯）。而現(xiàn)在最常用的是三組分的溶劑，LiPF6+EC+DMC+EMC。4.粘結劑

鋰離子蓄電池是通過分別在鋁箔和銅箔的集流體上涂正/負極活性物質并干燥而成的。在此工藝中，為了將集流體與活性物質粘在一起，要使用粘合劑。通常使用的粘合劑有PVDF，SBR等。5.隔膜

隔膜紙?zhí)幱谡龢O和負極之間，起隔離作用，主要是防止正極與負極直接接觸而導致電池內部短路。在鋰離子電池中使用聚烯烴孔薄膜，其厚度在20um左右。最常用的隔膜是PP(聚丙烯)/PE（聚乙烯）雙層微孔薄膜。電池的基本術語

容量：是指在一定的放電制度下（即一定的放電電流，放電時間，終止電壓）電池所給出的電量，常用C表示，電池的容量有稱為電池的電容量。理論容量：是指按發(fā)拉第定律計算出來的容量，或者說活性物質全部參加成流反應所給出的容量。實際容量：是指電池在一定的放電制度下實際放出的電量。額定容量：是指電池在設計的放電條件下，電池保證給出的最低電量，又稱標稱容量，如053450A1，其額定容量900mah,實際電池放出的容量都在900mah以上。循環(huán)：是指電池經受一次充電和放電叫一個循環(huán)或一個周期。循環(huán)壽命：是指電池在一定的放電條件下，電池容量降到某一規(guī)定值前所經歷的充。放電次數(shù)，又叫使用周期。放電電壓：是指電池在放電時電池兩端的電壓，也可以說是電流通過外線路時，電池兩電極之間的電位差，電池的放電電壓有稱為電池的工作電壓或負載電壓。終止電壓：是指電池放電時電壓下降到不能再繼續(xù)放電的最低電壓。這是人為規(guī)定的，同一電池，所選擇的終止電壓可以不一樣。充電電壓：是指電池在充電時，外電源加在電池兩端的電壓。恒壓充電：是指控制充電電壓恒定，這時充電電流隨充電